CN101493898A - 带推卡机构的收发卡机 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种带推卡机构的收发卡机，包括储卡箱以及可垂直升降的推卡机构，在收发卡机出卡口处设有拨卡机构，所述的推卡机构包括承载托板、浮动托板、至少一根脚柱和垂直升降机构，其中，浮动托板设在承载托板上方，浮动托板通过穿过承载托板的脚柱与承载托板活动连接，脚柱处垂直定位有弹性件，两端分别与承载托板和浮动托板连接；升降机构与储卡箱内的承载托板固接并带动其垂直升降；还包括控制承载托板上升或下降的检测开关。优点是：结合螺杆推卡机构和弹簧推卡机构，使用浮动托板，升降机构维持托板的水平度，不再需要精密定位，通过弹性件将卡片上推顶到位自然对齐出卡口，可用低精度的步进电机和螺杆，节省成本，提供有效的推卡动作。
Description
技术领域
本发明涉及用于高速公路收费系统中的收发卡机，尤其是一种可以推送储卡箱内卡片的带推卡机构的收发卡机。
背景技术
高速公路使用无人值守的全自动发卡系统，进入高速公路入口的司机在设备前停车后按键即可以由自动发卡设备发出一张计费用的非接触IC卡给司机。这种由机器设备自动发卡的管理模式可以节省人力以及运营成本，但是对发卡机的可靠度要求也就非常高。而其中影响发卡可靠度最大的因数之一就是将储卡箱内卡片往上稳定抬升到和储卡箱出卡口齐平的推卡机构。储卡箱的出卡口是只有一张卡片厚度的狭缝，只能允许一张卡通过，当储卡箱内的卡无法保持平整或是没有推到和储卡箱出卡口齐平高度时，就会造成发卡失败。
现有技术有三种推卡机构：其一是推卡机构设在储卡箱内部，储卡箱内部设置的弹簧带动托板将卡片往出卡口方向推拉，托板完全是浮动在储卡箱内部，没有牢固的水平稳定能力，由于储卡箱在搬运的过程容易因为摔碰振动等原因造成内部托板倾斜甚至卡住储卡箱壁，这是可靠度相对较差的一个机构。其二是推卡机构移到卡机内部，使用直线轴承将托板固定在导杆上，由弹簧推动托板上升。此种机构可以提供稳定可靠的推卡动作，但缺点是卡发完后托板无法自动下降，必须以人力将托板拉至下死点扣住才能更换储卡箱；同时因为从满卡到发空过程中弹簧的行程较长，很难维持全行程中最上层卡片始终有均匀的力度迫紧拨卡机构。其三是使用步进电机转动螺杆，带动螺杆上的螺纹块和与其固接的承载托板升降，此种机构同样可以达到平稳的升降，但是缺点是很难确保最顶端的卡片精密对齐储卡箱的出卡口。当推升过度时，即使只是多抬升一张卡的厚度约1mm，整堆卡片也会被承载托板过度迫紧而无法被拨卡机构发出；当抬升不足时，卡片还没有到达出卡口的水平位置，同样也是无法被拨卡机构发出。同时精密螺杆和高精度步进电机非常昂贵，大幅增加使用此种推卡机构的收发卡机成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可保证托板一直处于水平状态、出卡故障率低的带推卡机构的收发卡机。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种带推卡机构的收发卡机，收发卡机内包括可叠放多张卡片的储卡箱以及可垂直升降的推卡机构，在收发卡机出卡口处设有拨卡机构，所述的推卡机构包括可垂直升降的承载托板、浮动托板和至少一根脚柱构成的弹性托卡机构，以及由电机驱动的垂直升降机构，其中，所述的弹性托卡机构中浮动托板通过穿过承载托板的脚柱与承载托板活动连接，承载托板通过定位的弹性件支撑浮动托板；升降机构与承载托板固接并带动其垂直升降；所述的脚柱为一根、二根或多根。
本发明带推卡机构的收发卡机，浮动托板通过脚柱与承载托板活动连接，靠弹性件将浮动托板托住，储卡箱内卡片由浮动托板支撑。浮动托板受卡片自重下压后，压迫弹性件，由弹性件的反作用力将浮动托板支撑住。承载托板则与升降机构连接，始终保持水平，升降机构直接驱动承载托板上下移动，从而带动浮动托板以及其上的卡片保持水平状态上、下移动。
在上述方案的基础上，收发卡机内还包括控制承载托板上升或下降的检测开关：
卡片与检测开关接触，升降机构上升，卡片上表面与拨卡机构迫紧并由出卡口送出，升降机构带动承载托板上升一张卡片的厚度；
卡片与检测开关接触，升降机构下降，卡片脱离检测开关，拨卡机构自出卡口收入一张卡片，升降机构带动承载托板下降一张卡片的厚度。
检测开关的探测片伸入储卡箱中与卡片或托板接触控制升降机构带动承载托板上升或下降，卡片发空后控制承载托板自动下降，更换储卡箱。
推卡动作是在卡片顶部到达储卡箱出卡口齐平位置并触动检测开关后，升降机构继续上推预定的小量行程，进一步施力于支撑浮动托板的弹性件，弹性件的弹性力使最上端的卡片和拨卡机构之间能够有适合的压迫力度，使得卡片能轻易地被拨卡机构由出卡口拨出储卡箱。每发出一张卡片，升降机构即上抬大约一张卡的厚度，最上方的卡片会在弹簧的推力下对齐出卡口，从而被拨卡机构送出。
储卡箱的顶部可以为部分封顶，最上层的卡片被抬升顶到储卡箱顶部也就是和出卡口齐平的位置，无法被推卡机构顶出，储卡箱内的卡发空后，升降机构快速带动承载托板和浮动托板下降。
收卡动作则是在装入空的储卡箱后，升降机构快速将托板上抬直到触动检测开关后反向下降小量行程，使得托板与检测开关脱离，卡片有空间可以进入储卡箱，由拨卡机构完全收入。收入第一张卡片后，卡片与检测开关接触，升降机构再次下降小量行程，使卡片与检测开关脱离。每收入一张卡片，升降机构即下降大约一张卡厚的距离，直到收满为止。
本发明在使用浮动托板后，升降机构的上升或下降不再需要精密定位，通过弹性件的弹性回复力将卡片顶到准确位置，因此可以使用低精度的步进电机和螺杆，节省使用此种机构的收发卡机的制造成本，同时还能提供更有效的推卡动作。
在上述方案的基础上，收发卡机内包括可叠放多张卡片的储卡箱，储卡箱的侧面设有纵向开口，承载托板或浮动托板通过托板臂自纵向开口伸出，储卡箱底部设有开口，近开口处内壁上设有一对托卡缘。升降机构带动承载托板和浮动托板快速下降到下死点，使托板由储卡箱底部的开口完全退出，以方便更换储卡箱。
在上述方案的基础上，所述的脚柱的一端与浮动托板固定，另一端设在承载托板的孔中，并由定位套筒定位。采用定位套筒，使得脚柱与承载托板进一步精密配合，浮动托板与承载托板只能相对作垂直移动，不能倾斜地上、下滑动。
在上述方案的基础上，提供一种具体的升降机构，所述的升降机构包括推进丝杆，滑动导杆和直线步进电机，滑动导杆与推进丝杆平行设置，推进丝杆与直线步进电机啮合，直线步进电机与承载托板的托板臂固接。
在上述方案的基础上，提供另一种具体的升降机构，所述的升降机构包括传动齿轮、螺杆、螺纹块和步进电机，步进电机与传动齿轮连接，传动齿轮与螺杆连接，螺杆与螺纹块啮合，螺纹块与承载托板的托板臂固接。
利用上述两种升降机构的收发卡机推卡机构结合了传统螺杆推卡机构和弹簧推卡机构的优点，螺杆可以稳定维持托板的水平度，而弹性件支撑的浮动托板使得上推时不需要精确定位，通过弹性回复力将卡片顶到上死点，即储卡箱顶部自然就对齐储卡箱的出卡口。
在上述方案的基础上，提供一种弹性托卡机构，所述的浮动托板设在承载托板的上方，弹性件为设在浮动托板和承载托板之间的压簧，压簧的一端抵顶浮动托板，另一端抵顶承载托板。当升降机构带动承载托板上升时，压簧向上抵顶浮动托板将其托起，从而提供对储卡箱内卡片的支撑力。
在上述方案的基础上，提供另一种弹性托卡机构，所述的浮动托板设在承载托板的上方，弹性件为设在承载托板下方的拉簧，拉簧的一端与脚柱底部的连接片固定，另一端与承载托板固定。当升降机构带动承载托板上升时，拉簧向上拉动浮动脚柱底部的连接片并将浮动托板托起，从而提供对储卡箱内卡片的支撑力。
在上述方案的基础上，提供第三种弹性托卡机构，所述的浮动托板通过脚柱与浮动托板托板臂上方的承载托板活动连接，弹性件为设在承载托板上方的压簧，压簧的一端抵顶承载托板，另一端抵顶脚柱顶部的连接片。
在上述方案的基础上，提供第四种弹性托卡机构，所述的浮动托板通过脚柱与浮动托板托板臂下方的承载托板活动连接，弹性件为设在承载托板与托板臂之间的压簧，压簧的一端抵顶承载托板，另一端抵顶托板臂。
在上述方案的基础上，提供第五种弹性托卡机构，所述的浮动托板通过脚柱与浮动托板托板臂下方的承载托板活动连接，弹性件为设在承载托板下方的拉簧，拉簧的一端与承载托板固定，另一端与脚柱底部的连接片固定。
在上述方案的基础上，提供第六种弹性托卡机构，所述的浮动托板通过脚柱与浮动托板托板臂上方的承载托板活动连接，弹性件为设在承载托板与托板臂之间的拉簧，拉簧的一端与承载托板固定，另一端与托板臂固定。
以上提供了几种不同的弹性托卡机构，且不限于此。其他弹性托卡机构，凡是承载托板受到上抬力，经由弹性件对浮动托板提供向上支撑力的机构均属于本发明的保护范围。
在上述方案的基础上，为了方便安装，所述的弹性件套装在脚柱外侧，弹性件也可以设在脚柱旁，通过钩子等部件实现定位。
本发明的有益效果是：
本发明结合了传统螺杆推卡机构和弹簧推卡机构的优点，升降机构可以稳定的维持托板的水平度，同时使用浮动托板，不仅提供卡片和拨卡机构之间稳定的迫紧力度，而且升降机构的上升或下降不再需要精密定位，只需通过弹性件的弹性回复力将卡片上推顶到位，卡片自然就对齐储储卡箱的出卡口，因此可以使用低精度的步进电机和螺杆，节约使用此种机构的制造成本，同时还能提供更有效的推卡动作。
附图说明
图1为本发明收发卡机的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视结构示意图。
图3为本发明另一种收发卡机的结构示意图。
图4为本发明第三种收发卡机的结构示意图。
附图中标号说明
1-储卡箱 2-承载托板 3-浮动托板
4-脚柱 5-压簧 6-步进电机
7-推进丝杆 8-滑动导杆 9-托板臂
10-卡片 11-检测开关 12-拨卡机构
13-卡片传送导轨 14-卡机机身 15-开口
16-托卡缘 17-纵向开口
18-步进电机
19-传动齿轮 20-螺杆 21-螺纹块
22-拉簧 23-定位套筒 24-连接片
具体实施方式
实施例1
请参阅图1为本发明收发卡机的结构示意图及图2为图1的A-A剖视结构示意图所示，一种收发卡机推卡机构，收发卡机机身14内包括可叠放多数张卡片10的储卡箱1以及可垂直升降的推卡机构，在收发卡机出卡口处设有拨卡机构12、卡片传送导轨13和控制电路。
所述的推卡机构包括由设在储卡箱1内可垂直升降的承载托板2、浮动托板3和两根脚柱4构成的弹性托卡机构，以及储卡箱1外由电机驱动的垂直升降机构，其中，
所述的弹性托卡机构为：所述的浮动托板3设在承载托板2上方，浮动托板3通过穿过承载托板2的脚柱4与承载托板2活动连接，脚柱4的一端与浮动托板3固定，另一端设在承载托板2的孔中，并由定位套筒23定位；每根脚柱4外侧套装有一压簧5，设在浮动托板3和承载托板2之间，压簧5的一端抵顶浮动托板3，另一端抵顶承载托板2，支撑浮动托板3及储卡箱1内的卡片10；
所述的升降机构包括推进丝杆7，滑动导杆8和直线步进电机6，滑动导杆8与推进丝杆7平行设置，推进丝杆7与直线步进电机6啮合，直线步进电机6与储卡箱1内承载托板2的托板臂9固接并带动其垂直升降；
所述收发卡机机身14内还设有控制升降机构并带动承载托板2上升的检测开关11，作为承载托板2及浮动托板3的控制反馈讯号；储卡箱1的侧面设有纵向开口17，承载托板2的托板臂9自纵向开口17伸出并与升降机构固接；所述的储卡箱1底部设有开口15，承载托板2及浮动托板3自开口15处进出储卡箱1，近开口15处内壁上设有一对托卡缘16，防止储卡箱1内部卡片10掉出开口15。
直线步进电机6受控制电路制动后，与推进丝杆7啮合并沿滑动导杆8垂直升降，带动与之相接的承载托板2升降。浮动托板3固定在两根脚柱4上，压簧5提供向上的弹性抬升力。
实施例2
请参阅图3为本发明另一种收发卡机的结构示意图所示，一种收发卡机推卡机构，收发卡机机身14内包括可叠放多数张卡片10的储卡箱1以及将卡片10自下至上顶起的推卡机构，在收发卡机出卡口处设有拨卡机构12、卡片传送导轨13和控制电路。
所述的推卡机构包括由设在储卡箱1内可垂直升降的承载托板2、浮动托板3和两根脚柱4构成的弹性托卡机构，以及储卡箱1外由电机驱动的垂直升降机构，其中，
所述的弹性托卡机构为：所述的浮动托板3设在承载托板2上方，浮动托板3通过穿过承载托板2的脚柱4与承载托板2活动连接，脚柱4的一端与浮动托板3固定，另一端设在承载托板2的孔中，并由定位套筒23定位；每根脚柱4外侧套装有一拉簧22，设在承载托板2下方，拉簧22的一端与脚柱4底部的连接片24固定，另一端与承载托板2固定，支撑浮动托板3及储卡箱1内的卡片10。
所述的升降机构包括传动齿轮19、螺杆20、螺纹块21和步进电机18，螺杆20与螺纹块21啮合，螺纹块21与承载托板2的托板臂9固接；
所述收发卡机机身14内还设有控制升降机构并带动承载托板2上升的检测开关11，作为承载托板2及浮动托板3的控制反馈讯号；储卡箱1的侧面设有纵向开口17，承载托板2的托板臂9自纵向开口17伸出并与升降机构固接；所述的储卡箱1底部设有开口15，承载托板2及浮动托板3自开口15处进出储卡箱1，储卡箱1内壁在近开口15处设有一对托卡缘16，防止储卡箱1内部卡片10掉出开口15；
步进电机18驱动传动齿轮19带动螺杆20旋转，螺杆20的旋转带动套接在其上的螺纹块21的升降，从而带动与之相接的承载托板2升降。浮动托板3固定在2根脚柱4上，拉簧22提供向上弹性抬升力。
步进电机18和螺杆20之间的传动也可以使用链条或皮带传动(未给附图)。
实施例3
请参阅图4为本发明第三种收发卡机的结构示意图所示，一种收发卡机推卡机构，收发卡机机身14内包括可叠放多数张卡片10的储卡箱1以及将卡片10自下至上顶起的推卡机构，在收发卡机出卡口处设有拨卡机构12、卡片传送导轨13和控制电路。
所述的推卡机构包括由设在储卡箱1内可垂直升降的承载托板2、浮动托板3和两根脚柱4构成的弹性托卡机构，以及储卡箱1外由电机驱动的垂直升降机构，其中，
所述的弹性托卡机构为：所述的浮动托板3连接托板臂9，浮动托板3通过穿过承载托板2的脚柱4与浮动托板托板臂9上方的承载托板2活动连接，脚柱4的一端与浮动托板3固定，另一端设在承载托板2的孔中，并由定位套筒23定位；每根脚柱4外侧套装有一压簧5，设在承载托板2上方，压簧5的一端抵顶承载托板2，另一端抵顶脚柱4顶部的连接片24，支撑浮动托板3及储卡箱1内的卡片10；
所述的升降机构包括推进丝杆7，滑动导杆8和直线步进电机6，滑动导杆8与推进丝杆7平行设置，推进丝杆7与直线步进电机6啮合，直线步进电机6与储卡箱1内承载托板2的托板臂9固接并带动其垂直升降；
所述收发卡机机身14内还设有控制升降机构并带动承载托板2上升的检测开关11，作为承载托板2及浮动托板3的控制反馈讯号；储卡箱1的侧面设有纵向开口17，浮动托板3的托板臂9自纵向开口17伸出，承载托板2与升降机构固接；所述的储卡箱1底部设有开口15，浮动托板3自开口15处进出储卡箱1，储卡箱1内壁在近开口15处设有一对托卡缘16，防止储卡箱1内部卡片10掉出开口15。
直线步进电机6受控制电路制动后，与推进丝杆7啮合并沿滑动导杆8垂直升降，带动与之相接的承载托板2升降。浮动托板3固定在两根脚柱4上，压簧5提供向上的弹性抬升力。
Claims (10)
1、一种带推卡机构的收发卡机，收发卡机内包括可叠放多张卡片(10)的储卡箱(1)以及可垂直升降的推卡机构，在收发卡机出卡口处设有拨卡机构(12)，其特征在于：所述的推卡机构包括可垂直升降的承载托板(2)、浮动托板(3)和至少一根脚柱(4)构成的弹性托卡机构，以及由电机驱动的垂直升降机构，其中，所述的弹性托卡机构中浮动托板(3)通过穿过承载托板(2)的多根脚柱(4)与承载托板(2)活动连接，承载托板(2)通过定位的弹性件支撑浮动托板(3)；升降机构与承载托板(2)固接并带动其垂直升降。
2、根据权利要求1所述的带推卡机构的收发卡机，其特征在于：收发卡机内设有控制承载托板(2)上升或下降的检测开关(11)：
卡片(10)与检测开关(11)接触，升降机构上升，卡片(10)上表面与拨卡机构(12)迫紧并由出卡口送出，升降机构带动承载托板(2)上升一张卡片(10)的厚度；
卡片(10)与检测开关(11)接触，升降机构下降，卡片(10)脱离检测开关，拨卡机构(12)自出卡口收入一张卡片(10)，升降机构带动承载托板(2)下降一张卡片(10)的厚度。
3、根据权利要求1或2所述的带推卡机构的收发卡机，其特征在于：所述储卡箱(1)的侧面设有纵向开口(17)，托板通过托板臂(9)自纵向开口(17)伸出，储卡箱(1)底部设有开口(15)，近开口(15)处内壁上设有一对使卡片(10)不会由开口(15)掉落的托卡缘(16)。
4、根据权利要求1所述的带推卡机构的收发卡机，其特征在于：所述的脚柱(4)的一端与浮动托板(3)固定，另一端穿过承载托板(2)，并由定位套筒(23)定位。
5、根据权利要求1所述的带推卡机构的收发卡机，其特征在于：所述的升降机构包括推进丝杆(7)、滑动导杆(8)和直线步进电机(6)，滑动导杆(8)与推进丝杆(7)平行设置，推进丝杆(7)与直线步进电机(6)啮合，直线步进电机(6)与承载托板(2)固接。
6、根据权利要求1所述的带推卡机构的收发卡机，其特征在于：所述的升降机构包括传动齿轮(19)、螺杆(20)、螺纹块(21)和旋转步进电机(18)，旋转步进电机(18)与传动齿轮(19)连接，传动齿轮(19)与螺杆(20)连接，螺杆(20)与螺纹块(21)啮合，螺纹块与承载托板(2)固接。
7、根据权利要求4所述的带推卡机构的收发卡机，其特征在于：所述的浮动托板(3)设在承载托板(2)的上方，在浮动托板(3)和承载托板(2)之间设有由压簧(5)构成的弹性件，压簧(5)的一端抵顶浮动托板(3)，另一端抵顶承载托板(2)。
8、根据权利要求4所述的带推卡机构的收发卡机，其特征在于：所述的浮动托板(3)设在承载托板(2)的上方，在承载托板(2)下方设有由拉簧(22)构成的弹性件，拉簧(22)的一端与脚柱(4)底部的连接片(24)固定，另一端与承载托板(2)固定。
9、根据权利要求4所述的带推卡机构的收发卡机，其特征在于：所述的浮动托板(3)设在承载托板(2)的下方，在承载托板(2)上方设有由压簧(5)构成的弹性件，压簧(5)的一端抵顶承载托板(2)，另一端抵顶脚柱(4)顶部的连接片(24)。
10、根据权利要求7至9之一所述的带推卡机构的收发卡机，其特征在于：所述的弹性件套装在脚柱(4)外侧。
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